太阳系-5

—太阳系内星体（星仔）的磁场（地球的磁场）

太阳系内星体（星仔）的多重德拜球层

（1）          a)在星体（星仔）上物质的引力势能释放中；b）在星体（星仔）中心的（可能存在的）核聚变能量释放中；c）在CMDS_日相邻层间星体（星仔）释电条中电流及其磁场的作用中，星体（星仔）中心处于高温状态中。由于负电荷粒子-电子的热速率远高于正电荷粒子-正离子的热速率，则负电荷粒子-电子的扩散率远高于正电荷粒子-正离子的扩散率，故在星体（星仔）的中心与其紧邻的周围区域形成正（净）电与负（净）电的两区域。由该负电区域继续向外电场作用中衍生出该星体（星仔）的多重德拜球层(CMDS_{星体（星仔）})。依此形成机理，太阳系内任一个大行星都拥有自己的多重德拜球层，即CMDS_行星；

（2）         在太阳系(CMDS_日)内，驱动星体（星仔）运动的动力主要有两个：太阳万有引力和CMDS_日相邻层间该星体（星仔）释电条的驱动作用（1，2，3，4，5）。

CMDS_日相邻层间星体（星仔）释电条的磁场

（1）          依据a）CMDS_日相邻层间的电场方向；b）CMDS_日相邻层间正气旋模式运动的释电条的螺旋（匝）的旋向，确定流经CMDS_日相邻层间螺旋状的星体（星仔）释电条中的电流方向。依据通电螺线管的磁场的生成规律（6），确定星体（星仔）释电条所生成的磁场的方向；

（2）         在CMDS_日中的下（+）层与上（-）层的相邻层间，即CMDS_日+^—，在CMDS_日+^—北半球，星体（星仔）释电条的磁场方向为沿日径向；而在CMDS_日+^—南半球，其磁场方向为逆日径向；

（3）         在CMDS_日中的下（-）层与上（+）层相邻层间，即CMDS_日-⁺，在CMDS_日-⁺北半球，星体（星仔）释电条的磁场方向为逆日径向；而在CMDS_日-⁺南半球，其磁场方向为沿日径向；

（4）         CMDS_日相邻层间星体（星仔）释电条内星体（星仔）的磁场的方向必须顺向于该星体（星仔）释电条的磁场方向，否则，在星体（星仔）的磁场与该星体（星仔）释电条的磁场相斥中，该星体（星仔）的轨道运动状态和该星体（星仔）本身状态处于不稳定中。

旋转多重德拜球层（CMDS）相邻层间的磁场

（1）          在多重德拜球层（CMDS）相邻层间的荷电粒子跑到异号电层为释电（放电），相反，其跑到同号电层为充电；稳定状态中的多重德拜球层（CMDS）相邻层间充释电处于动态平衡中；

（2）         当多重德拜球层（CMDS）旋转时，在离心力作用下，由正球形向椭球形变化中的多重德拜球层（CMDS），其相邻层间隙会在高纬变小而在低纬变大，如图1.所示；

（3）         伴随旋转多重德拜球层（CMDS）的状态变化，相邻层间释电在高纬增强而在低纬减弱；同时，在相邻层间充释电的动态平衡中，相邻层间充电在高纬减弱而在低纬增强；

（4）         在CMDS相邻层间充释电的动态平衡中，在高纬出现强释电流，而在低纬出现强充电流；与此同时，该组相邻层（上、下层）中每层中的高纬区域与低纬区域之间也相应出现（伴生）电流；

（5）         同理于通电螺线管的磁场，螺旋状电流条所产生磁场的强度与其电流强度和螺旋度（螺匝密度）正相关；由于电流条的螺旋度正相关于科里奥利力因数f=2AsinB（A是旋转角速度，B是纬度），则高纬电流条的螺旋度远高于低纬电流条的螺旋度。故旋转的CMDS相邻层间南北两半球的高纬释电条的磁场最强，并生成该组相邻层的偶极子磁场。同时，该组相邻层的每层中的高纬与低纬之间的电流生成（东/西）偏置磁场；

（6）         CMDS相邻层间偏置磁场与偶极子磁场的叠加中，生成基本磁场。另外，CMDS相邻层间其它离散的释电条或充电条的磁场，也叠加在基本磁场中。基本磁场的强度正相关于旋转角速度A；

（7）         由于旋转CMDS中的物体的离心力与其旋转半径的平方成正比，则其旋转半径越大，相邻层间隙在高纬越小而在低纬越大；由于CMDS中各层的荷电量相等，每层的荷电密度与其旋转半径的平方成反比，则只能是具有一定旋转半径，或最恰旋转半径所对应的CMDS中的某一组相邻层的高纬释电条的电流强度最高，其所产生的磁场（偶极子磁场）最强。

太阳系内星体（星仔）的磁场及星体（星仔）的表面

（1）          旋转星体（星仔）的偶极子磁场是由CMDS_{星体（星仔）}中具有一定旋转半径的某一组相邻层间生成的最强偶极子场；

（2）         旋转星体（星仔）的偶极子磁场方向必须顺向于CMDS_日相邻层间该星体（星仔）释电条的磁场方向；

（3）         CMDS_{星体（星仔）}中具有一定旋转半径的生成最强偶极子磁场的那组相邻层，在CMDS_日相邻层间该星体（星仔）释电条的磁场作用中，使该组相邻层成为CMDS_{该星体（星仔）}的表层组，即该组相邻层中的下层成为该星体（星仔）的表（面）层，即星体表面位于CMDS_{该星体（星仔）}的表（面）层中。

行星磁场及行星表面

（1）          四大外行星位于CMDS_日+^—，大外行星偶极子磁场的方向必须顺向于外行星释电条磁场的方向；外行星的最强偶极子磁场由表层组CMDS_外行星+^-生成，大外行星的表面位于表层（+）中，即大外行星的表面荷正电；

（2）         四大内行星位于CMDS_日-⁺，大内行星偶极子磁场的方向必须顺向于内行星释电条磁场的方向；大内行星的最强偶极子磁场由表层组CMDS_内行星-⁺生成，大内行星的表面位于表层（-）中，即大内行星的表面荷负电，如图2.所示；

（3）         由于行星偶极子磁场的方向必须顺向于该行星释电条磁场的方向，则大外行星的偶极子磁场方向与大内行星偶极子磁场的方向相反，或言，内外大行星的偶极子场在南北半球中磁极的极性正相反，如地球与木星的偶极子场（7，8，9，10）；虽然目前大内行星中只有地球与水星有较强磁场，而火星与金星的偶极子磁场极弱或无，但以前它们的偶极子磁场可能较强；

（4）         由于金星旋转角速率极低，导致CMDS_金旋转角速率也极低，故CMDS_金中所生成的偶极子磁场极弱；

（5）         由于在火星表面南半球的低纬区域存在极高山峰-奥林帕斯峰（11），则在CMDS_火的表层组

CMDS_火星-⁺形成流经奥林帕斯峰的超强释电电流。同理于并联电路在总电流一定下的不同支路的电流相互抑制，超强的奥林帕斯峰释电条对表层组CMDS_火星-⁺高纬释电条形成了强大的抑制，使火星高纬不会存在强释电条，故火星高纬不会存在强磁场而其南半球低纬却可存在强磁场（12）；若奥林帕斯峰仍在生长而不断增高，在CMDS_日-⁺火星释电条的平均强度不变状态下，不但在角动量守恒中火星旋转（自转）会变慢，而且火星南半球低纬的磁场会更强；

（6）         同理于5，由于在地球表面北半球的低纬区域存在极高山峰-珠穆朗玛峰，虽其高度不如奥林帕斯峰，但地球表层组

CMDS_地球-⁺强大的珠穆朗玛峰释电条对表层组CMDS_地球-⁺高纬释电条形成了强大的抑制，尤其对珠穆朗玛峰所在的北半球的高纬释电条，则CMDS_地球-⁺高纬释电条减弱，尤其北半球高纬释电条，则地球高纬磁场减弱，尤其北半球高纬磁场。故呈现在地球南半球的磁极的磁场强度高于在北半球的磁极的磁场强度；若珠穆朗玛峰仍在生长而不断增高，在CMDS_日-⁺地球释电条的平均强度不变状态下，不但在角动量守恒中地球旋转（自转）会变慢，而且地球偶极子磁场会变弱，而珠穆朗玛峰对应的空间位置的磁场却会变强；

（7）         近地空间中的磁场主要是在地球多重德拜球层内生成的磁场与CMDS_日-⁺地球释电条生成的磁场这两者的合成或叠加。

备注

（1）    上文中星体（星仔），替换成“星系”，其表述一样；

（2）    上文中“太阳”，替换成“星体”或“星系”，星体（星仔），替换成“星系”，其表述一样；

（3）   上文中“太阳”，替换成“粒子”或“粒子体系”，星体（星仔），替换成“粒子”或“粒子体系”，其表述一样。

附图

图1. 旋转中的地球多重德拜球层

图2. 地球偶极子磁场的生成

太阳系-5-太阳系内星体（星仔）的磁场—地球的磁场-6.pdf

致谢

感谢龚碧平教授和吕和发教授的指导与帮助；感谢李务伦和于迎军两位老师以及所有支持和帮助我的人。

文献

1.        池德龙，太阳系-1太阳系的多重德拜球层，

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1325723（2022）

2.        池德龙，太阳系-2—太阳系内星体（星仔）的运动

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1326031（2022）

3.        池德龙，太阳系-3—太阳系内星体（星仔）的旋转（自转）https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1326249（2022）

4.        池德龙，太阳系-3—天王星的旋转（自转）https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1326366（2022）

5.        池德龙，太阳系-4—太阳系内星体（星仔）运动的动力-金星逆自转与大气超旋

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1326546（2022）

6.        Raymond A. Serway，College Physics, Eleventh Edition Volume 2，641-643（2018）

7.        Frederick K. Lutgens, Edward J. Tarbuck，Foundations of earth science Eighth edition，164（2017）

8.        Tilman Spohn, Doris Breuer，Torrence Johnson. Encyclopedia of the solar system  Third edition，131-134（2014）

9.        https://nssdc.gsfcnasa.gov/planetary/factsheet/

10.     吕保维，叶永恒，刘振兴《空间物理学进展》第三卷，287-344（2001）

11.     Laura Kay, Stacy Palen, George Blumenthal，21st century astronomy-the solar system,

sixth Edition,606（2019）

12.     https://solarsystem.nasa.gov/planets/mars/in-depth/